2.5实验：用单摆测量重力加速度 同步训练题 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

2.5实验：用单摆测量重力加速度精选训练题1．在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，下列说法正确的是（）A．测量摆长时需将细线拉紧B．应从摆球运动到最高点开始计时C．若将次摆动的时间误记为次摆动的时间，重力加速度的测量值将偏大D．若单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，摆长变大，重力加速度的测量值将偏大2．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是__________A．测量周期时，时间内全振动的次数少数了一次B．测量周期时，时间内全振动的次数多数了一次C．摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长D．在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长.E．小球没有在同一竖直面内运动，形成了圆锥摆3．用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。（1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。A．长度为1m左右的细线，直径为2cm左右的铁球

B．长度为30cm左右的细线，直径为2cm左右的塑料球（2）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图2中____（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。（3）将单摆正确组装后进行如下操作，其中正确的是：________（选填选项前的字母）。A．测出摆线长作为单摆的摆长B．把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动C．在摆球经过最高点时开始计时D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期（4）甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d，用秒表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t，用米尺测得摆线长为，根据以上数据，可得到当地的重力加速度g为________。4．某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示．他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g=______________．请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________________．(填“偏大”、“偏小”或“相同”)5．某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______cm。（2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是______（填选项前的字母）。A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小（3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2­L图线如图所示，此图线斜率的物理意义是______。A．g

B．C．

D．（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小______。A．偏大

B．偏小

C．不变

D．都有可能6．有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2-L图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是___（选填“A”或“B”）。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了在南大实验室摆动的两种摆长的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比=____。7．如下表所示，用单摆测重力加速度，其中L0、d、N、t分别表示实验时已测得的数据。根据这些数据可以算出：悬线长度/m摆球直径/m全振动次数完成N次全振动的时间L0dNt（1）单摆的摆长L=_________；（2）单摆的周期T=_________；（3）当地的重力加速度g=_________；（4）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为_________。A．20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台B．100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台C．100cm长的结实的细线、大木球、秒表、刻度尺、铁架台D．100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台（5）如果测得的g值偏小，可能的原因是________A．计算摆长时忘记把小球半径加进去B．摆球质量太大了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验时误将49次全振动数为50次E．摆角太大了（摆角仍小于5°）8．某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则：(1)该摆摆长为______cm，秒表所示读数为______s.(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是（）A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g＝______(用k表示)．9．（1）某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图示，则该摆摆长为____cm，秒表所示读数为____s（2）为提高实验精度，该同学在实验中改变摆长l并测出相应的周期T，得出一组对应的l与T的数据如下表所示．请你帮助该同学以l为横坐标，T2为纵坐标将所得数据在图乙所示的坐标系中作出图线，并根据图线求得重力加速度g=____m/s2(取3位有效数字)．50.060.070.080.090.0100.02.022.512.833.183.644.0510．根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为____mm．（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有____A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔△t即为单摆周期T11．在“用单摆测重力加速度”的实验中（1）下列给出的材料中应选择______作为摆球和摆线，组成单摆。（选填器材前的字母）A．长1m左右的细棉线B．长50cm左右的弹性细线C．直径约为2cm的实心钢球D．直径约为2cm的空心木球（2）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g=___________（用L、d、n、t表示）。（3）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2-l图线，如图所示，再利用图线上相距较远的两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得重力加速度g＝______。（4）实验中，测得重力加速度的值比当地重力加速度的值偏小，可能的原因是______A．摆球的质量偏大B．单摆振动的振幅偏小C．计算摆长时没有加上摆球的半径D．将实际振动次数n次误记成（n+1）次12．实验小组的同学们做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g=___________。（2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的___________（选填选项前的字母）。A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。（4）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是___________（选填选项前的字母）。A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间。（5）丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大偏角的正弦值约为___________（结果保留一位有效数字）。参考答案1．C2．BDE3．A